低剂量~(12)C~(6+)离子束预辐照对小鼠肝脏细胞DNA损伤和周期进程的影响

研究低剂量重离子束预辐照对小鼠肝脏辐射损伤程度的影响。分别用低剂量12C6+离子束全身均匀预辐照处理小鼠,剂量分别为0、0.05、0.1、0.25、0.5Gy,剂量率为1Gy/min,4h后用4Gy的12C6+离子束全身均匀辐照,照射8h后用流式细胞仪检测辐照小鼠肝脏细胞在各细胞周期时相的百分率,并用单细胞电泳技术检测辐照损伤小鼠肝脏细胞的DNA损伤程度。结果显示,和对照组相比,低剂量预辐射处理可以减轻辐照损伤小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,促进肝脏细胞在S期的积累。此外,辐照小鼠肝脏细胞的拖尾率及拖尾长度也显著减少,其中以0.1Gy处理组效果最为显著(P<0.01)。提示:低剂量重离子预辐照能使细胞产生适应性反应,有效减轻辐照小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,并显著减轻肝脏细胞DNA的辐射损伤程度。

低剂量碳离子束辐射增强AdCMV-p53转染对人非小细胞肺癌细胞的治疗效果

探讨低剂量碳离子束预辐照对AdCMV-p53转染非小细胞肺癌细胞的影响,观察了20和40MOIAdCMV-p53转染经12C6+束流或γ射线预辐照的H1299细胞后,外源性p53的表达、细胞周期、细胞凋亡和细胞存活等.结果显示,经碳离子束预辐照后AdCMV-p53转染细胞p53阳性细胞所占比例高达90%多,明显高于γ射线预辐射后AdCMV-p53转染细胞p53阳性率.低剂量碳离子预辐照明显阻止AdCMV-p53转染细胞G0/G1阻滞的发生,促进G2/M阻滞和细胞凋亡的发生.碳离子束辐射诱导AdCMV-p53转染组相对生物学效应(RBE)比单纯碳离子束辐照组增加30%~60%,比单纯AdCMV-p53转染组增加20%~130%,比单纯γ辐射诱导AdCMV-p53转染组增加30%~70%.结论:低剂量碳离子束预照射明显增强外源性p53的表达和AdCMV-p53转染对非小细胞肺癌细胞的抑制.

重离子诱导人舌鳞癌细胞凋亡和Bax/Bcl-2蛋白表达的变化

探讨重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞的凋亡及Bax/Bcl-2蛋白表达的影响。采用0、0.5、1.0、2.0、4.0Gy重离子束辐照人舌鳞癌Tb细胞,应用MTT法检测细胞存活,流式细胞技术检测细胞周期变化,Hoechst 33258/PI复染法观察Tb细胞凋亡形态,并采用Western-blot法检测Bax/Bcl-2蛋白表达情况。结果发现,Tb细胞经12C6+离子束辐照后存活率显著下降,呈剂量依赖性的生长抑制;Tb细胞呈现蓝色荧光浓集成团的凋亡形态,且凋亡比例随辐照剂量增加;G2/M期细胞百分数随照射剂量增加而增加(P<0.05)。Western-blot结果显示Bax蛋白表达水平随辐照剂量逐渐上升,但在4Gy组其表达不再增高,Bcl-2蛋白在1.0、2.0、4.0Gy组随剂量增大呈下降趋势。以上结果提示重离子束辐照对Tb细胞有抑制作用,Bax/Bcl-2蛋白表达是重离子治癌的机制之一。

低剂量~(12)C~(6+)离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+离子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响。以0、10、50、75、100和250mGy12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度。所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05)。彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加。低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤。

重离子束与X射线辐照对人舌鳞癌细胞周期影响的比较

[目的]研究重离子和X射线辐照对人舌鳞癌Tb细胞周期影响的规律。[方法]采用X射线和离子束分别辐照人舌鳞癌Tb细胞,X射线照射剂量为0、2、4、6、8Gy;重离子照射剂量为0、0.5、1、2.0、4.0Gy。PI荧光探针标记,流式细胞仪检测不同剂量组受照后在6h、12h、24h的细胞周期变化。[结果]人舌鳞癌Tb细胞在X射线照射后,2.0Gy组激活G1期检测点,而4.0、6.0、8.0Gy组激活G2期检测点。重离子照射后,Tb细胞G2/M期阻滞明显增加,阻滞程度具有剂量和时间依赖性,并且0.5、1Gy组细胞在12～24h时间点出现"崩溃"现象,细胞阻滞解除;2Gy和4Gy组细胞表现为明显的G2/M阻滞,未出现"崩溃"现象。在2Gy辐照时对细胞G2期阻滞率达到70%,相当于6GyX射线辐照。[结论]重离子和X射线对人舌鳞癌细胞周期影响不同,小剂量重离子束具有较高的生物学效应。

重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞周期的影响

目的探讨重离子辐照对人舌鳞癌Tb细胞周期进程的影响及受照剂量和修复时间的关系。方法采用流式细胞仪检测不同剂量重离子辐照后人舌鳞癌Tb细胞不同时间点的细胞周期变化。结果人舌鳞癌Tb细胞经重离子辐照后,出现G2/M期明显阻滞,阻滞程度具有剂量和时间依赖性,G2/M期阻滞在24h时与照射剂量呈正相关(r=0.935,P<0.05)。当受到0.5、1Gy照射后,细胞在12h到达阻滞高峰,24h时最大峰值回落。辐照剂量分别为2、4Gy时,细胞表现为G2/M的明显阻滞,未出现阻滞解除现象。结论人舌鳞癌Tb细胞经重离子照射后存活后代生长延缓,放射敏感性增高,呈G2/M期阻滞。

~(12)C~(6+)照射对小鼠睾丸组织脂质过氧化、SOD活性及细胞周期的影响

为评估重离子照射的生殖毒性,探讨其损伤的可能机制,用0、0.5、1、2或3Gy剂量12C6+离子对性成熟昆明雄鼠下腹部进行局部照射,6h后处死小鼠,取睾丸组织,用流式细胞术检测睾丸细胞凋亡率和细胞周期,用化学试剂盒检测组织中超氧化物岐化酶(SOD)的活性以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平。结果表明,与对照组(0Gy)相比,低剂量照射(0.5Gy)组中睾丸组织SOD活性增加(P>0.05),但SOD活力随剂量增加而下降,在2Gy和3Gy照射组中呈显著抑制作用(P<0.05);睾丸组织中MDA含量随剂量增加,2Gy和3Gy照射组呈显著性差异(P<0.05)。流式细胞术检测结果显示,1～3Gy12C6+照射可导致睾丸组织中单倍体、二倍体及四倍体细胞数量显著减少(p<0.01),凋亡率明显增加(p<0.01)以及G2/M期阻滞(p<0.01)。提示12C6+照射可能通过自由基损伤途径,诱发细胞凋亡和细胞周期异常,从而造成睾丸组织损伤,生殖能力下降。本实验结果为抗氧化剂和自由基清除剂用于临床重离子治疗中对性腺的防护提供了理论依据。

~(12)C和X射线辐照人肺癌细胞H1299的生物学效应

用高传能线密度(LET)的12C离子束和低LET的X射线辐照体外培养的非小细胞肺癌H1299(p53基因缺失),研究它们的辐照生物学效应的差异。用克隆形成率法测定了细胞对射线的辐射敏感性;用AnnexinV/PI试剂盒检测了细胞早期凋亡;用流式细胞仪检测了细胞周期变化。实验结果表明,12C离子束辐照H1299细胞的存活率明显低于用X射线辐照的;12C离子束引起H1299细胞的早期凋亡率明显高于X射线辐照引起的,且持续时间更长;12C离子束引起的H1299细胞G2/M期的抑制更明显。说明H1299细胞对高LET的12C离子束的辐射敏感性高于对X射线的,重离子对p53基因缺失型肿瘤的治疗可实施较低的照射剂量、较少的照射次数和较长的时间间隔。

P53及其相关蛋白对X射线照射肝癌细胞周期的调节

X射线照射人肝癌细胞HepG2,照射后细胞存活随照射剂量增大明显下降。流式细胞术分析,不同剂量组照射后24h均发生G2期阻滞。照射后不同时间组的细胞周期分布也有不同,照射后12h,有显著的S期延迟。Western Blot显示照射后24hP53,MDM2,P21蛋白表达上升,并有时间效应:P53在照射后24h之内始终维持较高表达,MDM2和P21分别在照射后6和12h的表达最高。X射线照射通过影响P53及其相关蛋白的表达影响细胞周期。

碳离子辐照对人肺癌细胞A549细胞周期进程的影响

选取对数生长期人肺癌细胞A549接受0—6.0 Gy碳离子照射,用克隆形成法检测细胞的存活率;并于照射后12和24 h收集细胞,用流式细胞术检测细胞周期各时相的细胞百分比,观察不同剂量碳离子辐照对A549细胞周期进程的影响。结果显示:0—6.0 Gy碳离子照射后细胞存活率显著下降;照射后12 h细胞发生G0/G1期阻滞,而照射后24 h,1.0 Gy照射组细胞在G0/G1期阻滞,2.0—6.0 Gy照射组细胞在G2/M期阻滞。上述结果表明,在A549细胞接受碳离子照射后的12和24 h内,1.0 Gy照射可持续激活细胞G1期检查点,而2.0—6.0 Gy碳离子照射后其细胞周期进程是随时间变化的。

一氧化氮对人肝癌细胞SMMC-7721辐射敏感性的增强效应

目的:观察一氧化氮对肿瘤细胞SMMC-7721辐射敏感性的作用效果。方法:实验于2005-06/09在兰州大学生命科学学院和中科院近代物理研究辐射医学实验室进行。处于对数生长期的肝癌细胞SMMC-7721,在用X射线照射前4h,换入含有0.1mmol/L硝普钠(一氧化氮的前体)的培养液,与对照组(不加硝普钠)一起,在200cGy/min的剂量率下,分别照射0,1,2,4,6,8Gy,换为正常培养液培养。用集落形成法计算细胞的存活率,用吖啶橙/溴乙啶双染法检测细胞的死亡情况,用流式细胞仪检测细胞周期。结果:①存活曲线细胞存活率随照射剂量增加而减少,硝普钠组细胞的克隆形成率低于对照组(2Gy时,P<0.01)。②细胞死亡百分率(坏死细胞与凋亡细胞总数/总细胞数):与照射剂量呈正相关,硝普钠组高于对照组(P<0.05)。对照组从(9.95±3.53)%(0Gy)逐渐升至(58.74±3.46)%(6Gy),而硝普钠组则从(18.53±12.02)%(0Gy)迅速升至(61.57±9.53)%(2Gy)。③细胞周期检测结果:对照组细胞经过X射线照射后,出现了G2/M期阻滞[从0Gy时(12.50±5.76)%逐渐增加到8Gy(40.36±2.74)%],而硝普钠组细胞在低剂量时主要表现为G0/G1期阻滞[0Gy:(16.06±7.19)%;2Gy:(17.93±0.92)%],而G2/M期阻滞仅在高剂量时明显[8Gy时为(50.10±3.93)%,P<0.05]。结论:经硝普钠产生的一氧化氮,通过与X射线协同作用,减少了肝癌细胞SMMC-7721的细胞存活率,促进细胞死亡,阻止细胞被阻滞至G2/M期,是一种有效的辐射增敏剂。

80MeV/u ~(12)C~(6+)离子辐照小鼠头部对骨髓细胞周期分布的影响

研究重离子辐照小鼠头部对骨髓细胞周期分布的影响,为重离子放射治疗癌症和太空防护提供基础数据。80MeV/u能量的12C6+离子对BALB/c小鼠头部给以0、0.5、1、2、4、10Gy的照射,用流式细胞仪测骨髓细胞周期分布。随着重离子辐照剂量的增加,G1/G0期细胞出现明显阻滞(P<0.05),而G2/M期细胞出现显著减少(P<0.05)。说明重离子辐照小鼠头部对小鼠骨髓细胞周期分布有明显影响,也同时表明电离辐射对骨髓细胞周期分布的影响也有一种间接作用。

肝癌细胞辐射敏感性与G_2期染色体畸变的线性关系及其应用研究

目的研究人肝癌细胞系HepG2细胞辐射敏感性与G2期染色体断裂畸变关系及临床应用的可行性。方法用Calyculin-A诱导的早熟染色体凝集技术测定细胞G2期染色体断裂畸变,用克隆形成实验测定细胞受照后的克隆形成率。结果γ射线照射24h后,G2期细胞内残存的等点染色单体断裂和染色单体型断裂与剂量之间存在良好的相关性;两类畸变与受照后的细胞存活分数均有一定的相关性,但等点染色单体断裂畸变的相关性(r为0·989)比染色单体型的(r为0·853)强。结论细胞照后24h,残存G2等点染色单体断裂畸变可以作为预测HepG2细胞内在辐射敏感性的指标,也可为临床诊断和治疗肝癌提供依据。

碳离子辐射对人肝癌细胞SMMC-7721细胞周期和P53、MDM2及P21表达的影响

研究12C6+离子辐照对体外培养人肝癌细胞SMMC-7721细胞周期和P53、MDM2及P21表达的影响。采用0、1.0、2.0、4.0、6.0Gy12C6+离子束辐照细胞,用克隆形成法观察细胞存活情况;同时在辐照24h后用流式细胞仪检测细胞周期的变化,Western-blot检测细胞中P53、MDM2及P21蛋白表达情况。结果发现,重离子辐照后细胞存活率显著下降;1.0Gy、4.0Gy和6.0Gy照射组发生G0/G1期阻滞,而2.0Gy照射组出现G2/M期阻滞;Western-blot结果显示细胞辐照后MDM2的57kD蛋白表达水平无明显变化,而76kD蛋白表达水平随辐照剂量逐渐上升;P53和P21蛋白表达水平随辐照剂量增高。以上结果提示不同剂量的12C6+离子束照射可激活SMMC-7721细胞不同的细胞周期检测点,其中G0/G1期阻滞与P53和P21蛋白以及MDM2截短体76kD蛋白的表达水平升高有关。

不同LET辐射对HepG2肝癌细胞的辐射敏感性与周期阻滞的影响

本工作研究不同LET射线辐照对HepG2肝癌细胞辐射敏感性、周期进程和凋亡的影响,为重离子治疗癌症的临床应用积累基础数据。以0、0.5、1、2、4、8Gy剂量的12C6+离子及X射线分别照射处于指数生长期的HepG2细胞,用克隆形成率测定细胞辐射敏感性,通过流式细胞术测定细胞DNA含量以确定各时相细胞的比例及细胞凋亡情况。实验结果显示,12C6+离子辐照所致的HepG2细胞存活率明显低于X射线。随着吸收剂量的增加和修复时间的延长,12C6+离子能导致更显著的细胞S期阻滞、G2/M期阻滞延迟和细胞凋亡。说明与X射线相比,12C6+离子辐照能更有效地杀伤HepG2肝癌细胞并诱导其凋亡。